目的:研究在X射线照射后胶质瘤干细胞(glioma stem cells ,GSCs)中溶酶体组织蛋白酶L(Cathepsin L)活性的变化及其与凋亡和细胞周期的相关性,探讨Cathepsin L活性对胶质瘤干细胞放射敏感性的影响。方法:利用已经建立的人脑胶质瘤干细胞(GSCs)体外培养体系,用适当剂量的Cathepsin L抑制剂Z-FY-DMK处理细胞,再给予不同剂量的X射线照射,用克隆形成法测定细胞活性; Hoechst 33258荧光染色和吖啶橙荧光染色法检测细胞凋亡;单细胞凝胶电泳法观察DNA损伤修复情况;流式细胞仪检测细胞周期的变化; Western blot分析Cathepsin L及凋亡相关蛋白和细胞周期蛋白表达的变化;免疫组织化学观察人脑胶质瘤和正常脑组织中Cathepsin L和CUTL1的表达情况。结果:与单独处理相比,细胞联合处理(Z-FY-DMK处理后再经X射线照射)后,克隆形成法显示其增殖率和克隆形成率明显降低;Hoechst 33258荧光染色和吖啶橙荧光染色结果表明细胞凋亡率显著增加;单细胞凝胶电泳结果显示DNA损伤修复能力减弱;流式细胞仪和Western Blot结果表明,X射线照射后细胞周期阻滞在G2期,而联合处理组阻滞去除;免疫组化可见人脑胶质瘤组织中Cathepsin L和CUTL1高表达,而正常脑组织中低表达或不表达;结论:X射线能抑制GSCs的生长,并诱导其发生细胞周期阻滞和凋亡,用Z-FY-DMK预先处理再用X射线照射后细胞周期阻滞去除,凋亡率增加。本研究结果提示Cathepsin L通过调节细胞周期和促进凋亡来增加GSCs的放射敏感性。